[发明专利]一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法

说明书

一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法，是收集炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金，加热熔化为600～800℃的砷铁合金熔液；将熔液水淬急冷成细粒后烘干至含水量1.5％，将砷铁合金细粒中的泡珠状粗粒挤碎。本方法改变了富氧侧吹炉副产物砷铁合金的金相结构，处理后的砷铁合金水浸出砷量低于标准0.5mg/L，具有无毒性、高稳定、比重大的特点，能作为大比重的配重代用材料，实现无害化资源化利用。

技术领域

本发明涉及环保和有色冶炼及合金热处理技术，具体涉及一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法。

背景技术

在有色冶炼行业常有含砷的冶炼烟尘和浸出渣料产出，该些含砷物料中含有较高的铅、锑、铋、锡等有色金属元素，因此，近十多年来该些含砷物料被当做二次有色金属资源，通过选择适当的渣型配入适量铁配料、制料后压成型块，入传统炼铅富氧侧吹炉进行高温还原熔炼，并产出粗铅合金、少量烟尘和硅铁钙炉渣，同时产出硫铁冰铜渣和砷铁合金。

上述方法有如下优点：其一，炉料省去传统炼铅的烧结程序；其二，炉料中80％以上的硫与配入的铁在炉内于高温还原条件下生成稳定的硫化亚铁，硫大部分固化在硫铁冰铜渣中，减少了对大气的硫害污染；其三，炉料中80％以上的砷与配入的铁在炉内于高温碳还原条件下生成稳定的砷铁合金。这种砷铁合金的典型成份是：As18～25％、Fe55～65％、Pb＜0.5％，熔点约700℃，比重约为7.0，适合代替钢铁用作配重材料。但该砷铁合金的含砷量高达25％，其是否为有害固体废物，使用是否安全？有人按国家环保标准对该砷铁合金做了多次水浸后溶出砷量测试，结果显示，水浸溶出砷量仅有约15％的样品小于0.5mg/L的要求，约50％的样品略高于2.0mg/L，约35％的样品高于5mg/L，从统计测试数据看含量基本在标准点附近，但结论是有害固体废物，不能安全使用。

发明内容

本发明人在长期生产实践中发现，由富氧侧吹炉熔渣沉淀锅产出的砷铁合金取样化验做水浸出砷试验时，同一批次相同化验成份的砷铁合金在大锭表面的样要比中心部分的样的水浸出砷量一般要低于40～80％，分析可知，表面散热较好，冷却速度较快，而中间部位散热条件较差，冷却速度慢，结晶粗大，联想到钢铁淬火热处理，快速固化高温态晶相并细化晶粒，可大幅度改善钢铁的物理机械性能，如果砷铁合金中心部分也进行急速冷却呢？经多次具体试验证明了这一思路可行。

本发明的目的是，针对上述现有技术中炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金作水浸出砷测试略微超标而不合格不能无害化的问题，提供一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法，通过水淬急冷砷铁合金，使得急冷后的砷铁合金晶型急冷固定且细化均匀，并使砷铁合金的水浸出砷量优于国家标准(As≤0.5mg/L)，使之无害化并资源化利用。

为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种使炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金的水浸出砷降低的无害化处置方法，该方法步骤如下：

a.收集炼铅富氧侧吹炉副产物砷铁合金，加热熔化为600～800℃的砷铁合金熔液；

上述步骤a中的熔化采用反射炉、高温熔化锅(如：马沸炉)或者小型冲天炉。

b.将熔化的砷铁合金熔液水淬急冷成细粒；

c.将砷铁合金细粒烘干至含水量小于1.5％。

本发明方法还包括步骤d：将砷铁合金细粒中的泡珠状粗粒挤碎；较佳的，采用对辊轧机，调节间隙2～4mm后进行挤碎处理。

经检测，本方法处理后的砷铁合金水浸出砷量低于标准0.5mg/L，具有无毒性、高稳定、比重大的特点，能作为大比重的配重代用材料，为无害化资源化利用。